2023年研究生類研究生入學(xué)考試專業(yè)課現(xiàn)代分子生物學(xué)歷年高頻考題帶答案難題附詳解

2023年研究生類研究生入學(xué)考試專業(yè)課現(xiàn)代分子生物學(xué)歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版(共50題)1.蛋白質(zhì)組(proteome)2.比較SARS-CoV引起的非典和人禽流感，哪種病在流行上易于控制?為什么?3.試述“有其父必有其子”的生物學(xué)本質(zhì)。4.什么是完全基因敲除和條件基因敲除?5.tRNA在組成和結(jié)構(gòu)上有哪些特點(diǎn)?6.Single-strandbindingprotein7.HIV最初的宿主是猩猩，而猩猩與人類的基因組幾乎完全相同。問為何HIV病毒在這兩種生物中有不同的危害?人類是否可借助猩猩抵御HIV的方式防治HIV?8.質(zhì)粒的復(fù)制類型有兩種：受到宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的嚴(yán)格控制的稱為______，不受宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的嚴(yán)格控制稱為______。9.試分析基因治療的前景和應(yīng)用途徑。10.說出基因組DNA文庫和cDNA文庫的主要區(qū)別。11.HIV最初的宿主是猩猩，而猩猩與人類的基因組幾乎完全相同。問為何HIV在這兩種生物中有不同的危害?人類是否可借助猩猩抵御HIV的方式防治HIV?12.簡述增強(qiáng)子的作用機(jī)理。13.有幾種終止密碼子?它們的序列和別名是什么?14.簡述反式作用因子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對基因表達(dá)的調(diào)控。15.______是通常與其調(diào)控的基因具有一段距離的DNA順式作用元件。A.啟動(dòng)子B.終止子C.增強(qiáng)子D.調(diào)節(jié)子16.原核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)根據(jù)調(diào)控機(jī)制的不同可分為______、______，乳糖操縱子是______系統(tǒng)，色氨酸操縱子是______系統(tǒng)。17.簡述人類基因組計(jì)劃的科學(xué)意義。18.發(fā)現(xiàn)乳糖操縱子而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的兩位科學(xué)家是______和______。19.簡述組蛋白都有哪些類型的修飾，其功能分別是什么?20.復(fù)合轉(zhuǎn)座子兩側(cè)是由______組成的臂，中間攜帶編碼轉(zhuǎn)座酶以外的其他基因。21.SDS上樣緩沖液成分有哪些?各有何作用?無此電泳出現(xiàn)什么問題?22.簡述孟德爾、摩爾根和Watson等人對分子生物學(xué)發(fā)展的主要貢獻(xiàn)。23.簡述PCR的原理及應(yīng)用。24.簡述原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)。25.什么是葡萄糖效應(yīng)?26.說出基因組DNA文庫和cDNA文庫的主要區(qū)別。27.常見的轉(zhuǎn)錄活化域的特征性結(jié)構(gòu)包括：帶負(fù)電荷的螺旋結(jié)構(gòu)，富含______的結(jié)構(gòu)和富含______的結(jié)構(gòu)。28.DNA甲基化對基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。29.簡述酵母單、雙雜交系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用。30.說說藍(lán)白斑篩選的分子機(jī)制。31.大腸桿菌的終止子有哪兩大類?請分別介紹一下它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。32.什么是RNA編輯?其生物學(xué)意義是什么?33.假如你得到一個(gè)據(jù)說通過改造并適合作為基因治療載體的病毒，你將如何分析這種可行性?主要在哪些方面做改造?你將如何測試改造后的病毒載體的效率和安全性?34.什么是應(yīng)急調(diào)控(strigent：response)?何時(shí)會(huì)有這種現(xiàn)象發(fā)生?應(yīng)急調(diào)控過程中的兩個(gè)重要信號(hào)分子是什么?應(yīng)急調(diào)控會(huì)調(diào)控哪些生化過程，上調(diào)還是下調(diào)?35.簡述抗終止子的調(diào)控機(jī)制。36.試述“有其父必有其子”的生物學(xué)本質(zhì)。37.簡述RNA原位雜交的主要實(shí)驗(yàn)過程及應(yīng)用。38.證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是Avety的______和Hershey、Chase的______。39.真核生物mRNA的5'末端具有______結(jié)構(gòu)，它是由______催化產(chǎn)生的；而真核生物mRNA的3'末端通常具有______。40.大腸桿菌的RNA聚合酶有哪些組成成分?各個(gè)亞基的作用如何?41.大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ只參與修復(fù)，不參與復(fù)制。42.什么是表觀遺傳學(xué)?基因組的表觀遺傳調(diào)控有哪些主要方式?43.關(guān)于核糖體，下列哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的?______A.原核生物的核糖體由5S、5.6S、16S、26SrRNA組成B.原核生物的核糖體由3種rRNA組成C.真核生物的核糖體由5S、5.8S、18S、28SrRNA組成D.真核生物的核糖體共80SE.真核生物的核糖體的小亞基是40S44.簡述基因定點(diǎn)突變的原理與實(shí)驗(yàn)過程。45.鳥槍測序法的技術(shù)原理是什么?46.真核生物tRNA的成熟過程中需要通過拼接去除內(nèi)含子，這個(gè)過程需要a.______和b.______兩種酶。47.與mRNA的5'-GCU-3'密碼子對應(yīng)的tRNA的反密碼子是______。A.5'-CGA-3'B.5'-IGC-3'C.5'-CIG-3'D.5'-CCI-3'48.什么是蛋白質(zhì)免疫印跡?闡述其作用原理及操作步驟。49.什么是增強(qiáng)子?有哪些特點(diǎn)?試述它的作用機(jī)制。50.蛋白質(zhì)組第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版1.參考答案：蛋白質(zhì)組是指一種生物或一個(gè)細(xì)胞、組織所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)，即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組在生命進(jìn)程中是動(dòng)態(tài)變化的，會(huì)根據(jù)時(shí)間、空間和環(huán)境條件發(fā)生顯著的變化，因此不同器官、組織或細(xì)胞內(nèi)擁有不同的蛋白質(zhì)組。2.參考答案：SARS-CoV在流行上易于控制。

SARS的傳播途徑有：(1)以近距離飛沫傳播為主，即通過與患者近距離接觸，直接吸入患者咳出或噴出的含有病毒顆粒的飛沫而感染；(2)通過直接、間接接觸病例的呼吸道分泌物而感染，即經(jīng)手接觸患者的分泌物、排泄物以及其他被污染的物品，經(jīng)口、鼻、眼黏膜侵入機(jī)體而實(shí)現(xiàn)的傳播；(3)氣溶膠傳播是經(jīng)空氣傳播的一種方式，其流行病學(xué)意義在于易感者可以在未與SARS患者見面的情況下，有可能因?yàn)槲肓藨腋≡诳諝庵泻蠸ARS-CoV的氣溶膠所感染。傳染源為感染SARS-CoV的患者，人類可以采取隔離的方法有效地控制傳染源，切斷其傳播途徑來控制其蔓延。

人禽流感的傳播途徑有三種：(1)經(jīng)飛沫在空氣中傳播。病禽咳嗽和鳴叫時(shí)噴射出帶有H5N1病毒的飛沫在空氣中飄浮，被人吸入呼吸道而感染發(fā)生禽流感；(2)經(jīng)過消化道感染。進(jìn)食病禽的肉及其制品、禽蛋，病禽污染的水、食物，用病禽污染的食具、飲具，或用被污染的手拿東西吃，受到傳染而發(fā)?。?3)經(jīng)過損傷的皮膚和眼結(jié)膜感染H5N1病毒而發(fā)病。其傳傳染源主要是病禽和帶毒禽，包括水禽和飛禽，人員和車輛往來是傳播本病的重要因素。由于禽類相對難以控制，不能用隔離的方法來控制傳染源，而且當(dāng)人禽流感病毒感染新的宿主時(shí)，為了適應(yīng)環(huán)境和宿主細(xì)胞，它們往往會(huì)在強(qiáng)大的選擇壓力下進(jìn)行病毒重組，形成新的株系或致病型，所以更難于控制。3.參考答案：(1)“有其父必有其子”的生物學(xué)本質(zhì)是遺傳，這是生物界的一種普遍現(xiàn)象。

(2)遺傳是指親子之間以及子代個(gè)體之間性狀存在相似性，表明性狀可以從親代傳遞給子代的現(xiàn)象。這是因?yàn)樽哟男再|(zhì)由遺傳所得的基因決定，而子代基因的一半來自于父方，一半來自于母方。每一物種的任何個(gè)體都繼承著上一代的各種基本特征。正是由于有這種遺傳特性，所以各類生物才能維持其各自獨(dú)有的形態(tài)特征和生理特點(diǎn)的恒定，保持其物種；同時(shí)也使得子女與父母具有一些相似的特征。4.參考答案：完全基因敲除是指通過同源重組法完全消除細(xì)胞或者動(dòng)物個(gè)體中的靶基因活性；條件型基因敲除是指通過定位重組系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特定時(shí)間和空間的基因敲除。5.參考答案：tRNA是具有攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸功能的類小分子核糖核酸，在組成和結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)如下：

(1)tRNA是由約74～95個(gè)核苷酸組成的單股RNA。

(2)含有修飾堿基，如假尿嘧啶核苷(ψ)、甲基化的嘌呤和嘧啶核苷、二氫尿嘧啶(hU或D)和胸腺嘧啶(T)核苷等。

(3)所有的tRNA二級結(jié)構(gòu)均為三葉草形(下圖)，該結(jié)構(gòu)的基本組成部分如下：

tRNA的三葉草形二級結(jié)構(gòu)

①受體臂

受體臂是結(jié)合氨基酸的位點(diǎn)，其3'端的最后3個(gè)堿基序列是CCA序列，伸出雙鏈之外，最后一個(gè)堿基的3'或2'自由羥基(—OH)可以被氨酰化。

②TψC臂

ψ表示擬尿嘧啶。

③反密碼子臂

由7個(gè)不配對的堿基組成，處于中間位的3個(gè)堿基為反密碼子。反密碼子可與mRNA中的密碼子結(jié)合。反密碼子的兩端由5'端的尿嘧啶和3'端的嘌呤界定。

④D臂

含有二氫尿嘧啶，在D臂中存在多至3個(gè)可變核苷酸位點(diǎn)，包括17:1(位于第17和18核苷酸之間)及20:1、20:2(位于第20和21核苷酸之間)。

⑤多余臂

多余臂位于TψC和反密碼子臂之間。根據(jù)多余臂的特性，將tRNA分為兩類：

a.tRNA占所有tRNA的75%，只含有一條僅為3～5個(gè)核苷酸的多余臂；

b.tRNA含有一條較大的多余臂，包括桿狀結(jié)構(gòu)上的5個(gè)核苷酸，套索狀結(jié)構(gòu)上的3～11個(gè)核苷酸。

(4)tRNA三級結(jié)構(gòu)為L形，靠氫鍵來維持，如圖所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

tRNA的L形三級結(jié)構(gòu)

①受體臂和TψC臂的桿狀區(qū)域構(gòu)成了第一個(gè)雙螺旋，且受體臂頂端的堿基位于“L”的一個(gè)端點(diǎn)。

②D臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成了第二個(gè)雙螺旋，兩個(gè)雙螺旋上各有一個(gè)缺口，反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)位于“L”的另一個(gè)端點(diǎn)。

③TψC臂和D臂的套索狀結(jié)構(gòu)位于“L”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。6.參考答案：Single-strandbindingprotein的中文名稱是單鏈結(jié)合蛋白(SSB蛋白)，又稱DNA結(jié)合蛋白，是一種在遠(yuǎn)低于解鏈溫度時(shí)使雙鏈DNA分開，并牢牢地結(jié)合在單鏈DNA上的蛋白。SSB蛋白的作用是保證被解鏈酶解開的單鏈在復(fù)制完成前能保持單鏈結(jié)構(gòu)，它以四聚體形式存在于復(fù)制叉處，待單鏈復(fù)制完成后才離開，重新進(jìn)入循環(huán)。SSB蛋白可以保持單鏈的存在，并沒有解鏈的作用。7.參考答案：(1)HIV病毒在猩猩和人類中有不同危害的原因如下：

猩猩體內(nèi)可以對活病毒產(chǎn)生免疫應(yīng)答，能與HIV共存。人類雖然也具有對HIV的免疫反應(yīng)，但大多數(shù)情況下機(jī)體的免疫力不足以清除HIV，所以人體若感染HIV，則會(huì)終生攜帶，且潛伏期不定，一旦H1V大量復(fù)制，產(chǎn)生大量的病毒顆粒，就會(huì)造成感染細(xì)胞死亡，造成免疫系統(tǒng)損傷，逐步發(fā)展到持續(xù)性全身性淋巴腺病(PGL)、艾滋病相關(guān)綜合征(APC)等，直至發(fā)展到艾滋病。

(2)人類可以借助猩猩抵御HIV的方式防治HIV，是由于猩猩的基因與人類的同源性很高。目前已有科學(xué)家在建立相關(guān)的模型，用于HIV的病理和免疫機(jī)理研究，以及抗HIV藥物試驗(yàn)和疫苗研制。8.參考答案：嚴(yán)緊型質(zhì)粒；松弛型質(zhì)粒9.參考答案：(1)基因治療的前景

基因治療是將具有治療價(jià)值的基因，即“治療基因”裝配于帶有在人體細(xì)胞中表達(dá)所必備元件的載體中，導(dǎo)入人體細(xì)胞，直接進(jìn)行表達(dá)。近年來，載體系統(tǒng)不斷完善和發(fā)展，利用逆轉(zhuǎn)錄病毒基因與宿主細(xì)胞基因組的整合特性介導(dǎo)并表達(dá)目的基因，經(jīng)過改建后的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體已用于基因治療并開始為人類造福?；蛑委熥鳛橐环N新興的治療技術(shù)讓人類看到希望，但基因治療還存在很多問題，如用于治療的基因過少，基因治療缺乏靶向性，導(dǎo)入的基因表達(dá)缺乏可控性，基因治療的安全性等。

(2)基因治療的應(yīng)用途徑

①exvivo途徑

exvivo途徑是將含外源基因的載體在體外導(dǎo)入人體自身或異體(異種)細(xì)胞(基因工程化的細(xì)胞)，經(jīng)體外細(xì)胞擴(kuò)增后輸回人體。exvivo途徑易于操作，而且因?yàn)榧?xì)胞擴(kuò)增過程中對外源添加物質(zhì)的大量稀釋，不易產(chǎn)生副作用。同時(shí)，治療中用的是人體細(xì)胞，尤其是自體細(xì)胞，安全性好，但不易形成規(guī)模，且必須有固定的臨床基地。

②invivo途徑

invivo途徑是將外源基因裝配于特定的真核細(xì)胞表達(dá)載體上，直接導(dǎo)入人體內(nèi)。載體可以是病毒型或非病毒型，甚至是裸DNA。invivo途徑有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但在技術(shù)上要求很高，導(dǎo)入的治療基因及其載體必須證明其安全性，而且導(dǎo)入體內(nèi)之后必須能進(jìn)入靶細(xì)胞，有效地表達(dá)并達(dá)到治療的目的。10.參考答案：基因組DNA文庫和cDNA文庫的建庫過程不同，產(chǎn)生的基因結(jié)構(gòu)也不同，因此應(yīng)用范圍也不相同。主要表現(xiàn)在：(1)基因組文庫克隆的是任何基因，包括未知功能的DNA序列，cDNA文庫克隆的是具有蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)基因，包括調(diào)節(jié)基因；(2)基因組文庫克隆的是全部遺傳信息，不受時(shí)空影響，cDNA文庫克隆的是被轉(zhuǎn)錄DNA序列；(3)基因組文庫中的編碼基因是含有內(nèi)含子和外顯子，而cDNA克隆的基因不含內(nèi)含子；(4)基因組DNA文庫可用于分離特定的基因片斷、分析特定基因結(jié)構(gòu)、研究基因表達(dá)調(diào)控、還可用于全基因組物理圖譜的構(gòu)建和全基因組序列測定，cDNA文庫可用于篩選目的基因、大規(guī)模測序、基因芯片雜交等功能基因組學(xué)研究。11.參考答案：因?yàn)樾尚赡軐畈《井a(chǎn)生免疫應(yīng)答，可以與HIV共存。而人類對帶有HIV的細(xì)胞和體液雖然也具有免疫反應(yīng)，但是在大多數(shù)情況下機(jī)體的免疫力不足以清除HIV，所以已經(jīng)感染變終生攜帶，隨著時(shí)間的延長，會(huì)產(chǎn)生大量的病毒顆粒，造成感染細(xì)胞死亡。

可以。目前科學(xué)家們正在建立相關(guān)的模型，多用于抗HIV-1藥物試驗(yàn)、病理研究，特別對其免疫機(jī)理進(jìn)行研究并用于疫苗研制。12.參考答案：增強(qiáng)子的功能受DNA雙螺旋空間構(gòu)象的影響，主要有三種作用機(jī)理：

(1)影響模板附近DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致DNA雙螺旋彎折或在反式作用因子的參與下，以蛋白質(zhì)之間的相互作用為媒介形成增強(qiáng)子與啟動(dòng)子之間“成環(huán)”連接，活化基因轉(zhuǎn)錄。

(2)將模板固定在細(xì)胞核內(nèi)特定位置，如連接在核基質(zhì)上，有利于DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的張力，促進(jìn)RNA聚合酶Ⅱ在。DNA鏈上的結(jié)合和滑動(dòng)。

(3)增強(qiáng)子區(qū)可以作為反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ而進(jìn)入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“入口”。13.參考答案：(1)密碼子中共有三種終止密碼子，不能與tRNA的反密碼子配對，但能被終止因子或釋放因子識(shí)別，終止肽鏈的合成。

(2)它們的序列分別為UAA、UGA和UAG，別名分別為赭石密碼、琥珀密碼和蛋白石密碼。14.參考答案：(1)反式作用因子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

反式作用因子都含有DNA識(shí)別或結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域。

①DNA識(shí)別或結(jié)合域

包括：a．螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋(HTH)結(jié)構(gòu)；b．鋅指結(jié)構(gòu)；C．堿性-亮氨酸拉鏈(bZIP)結(jié)構(gòu)；d．堿性-螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)結(jié)構(gòu)。

②轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域

轉(zhuǎn)錄活化域有多種，通常依賴于DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域以外的30～100個(gè)氨基酸殘基。

包括：a．帶有負(fù)電荷的螺旋結(jié)構(gòu)；b．富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)；C．富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)。

(2)反式作用因子對基因表達(dá)的調(diào)控

①DNA識(shí)別或結(jié)合域?qū)虮磉_(dá)的調(diào)控

能夠直接地識(shí)別或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率。

②轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域?qū)虮磉_(dá)的調(diào)控

與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用，與DNA特異性區(qū)域結(jié)合，或者輔助轉(zhuǎn)錄。15.參考答案：C[解析]順式作用元件是指存在于基因旁側(cè)序列中能夠影響基因表達(dá)的序列，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、調(diào)控序列和可誘導(dǎo)元件等，其中增強(qiáng)子一般位于上游-200bp處，與其調(diào)控的基因具有一段距離。16.參考答案：負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控；正轉(zhuǎn)錄調(diào)控；負(fù)控誘導(dǎo)；負(fù)控阻遏[解析]根據(jù)調(diào)控機(jī)制的不同，原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)可分為負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控和正轉(zhuǎn)錄調(diào)控，其中負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白，正轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白。負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控又分為負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)和負(fù)控阻遏系統(tǒng)。在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，阻遏蛋白不與效應(yīng)物(誘導(dǎo)物)結(jié)合時(shí)，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄，如乳糖操縱子；在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中，阻遏蛋白與效應(yīng)物結(jié)合時(shí)，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄，如色氨酸操縱子。17.參考答案：社會(huì)意義：(1)極大地促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域一系列基礎(chǔ)研究的發(fā)展，闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、生命的起源和進(jìn)化、細(xì)胞發(fā)育、生產(chǎn)、分化的分子機(jī)理，疾病發(fā)生的機(jī)理等，為人類自身疾病的診斷和治療提供依據(jù)，為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來翻天覆地的變化；(2)促進(jìn)生命科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)和與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，刺激相關(guān)學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，帶動(dòng)起一批新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)；(3)基因組研究中發(fā)展起來的技術(shù)、數(shù)據(jù)庫及生物學(xué)資源，還將推動(dòng)對農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)(轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物)、能源、環(huán)境等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改變?nèi)祟惿鐣?huì)生產(chǎn)、生活和環(huán)境的面貌，把人類帶入更佳的生存狀態(tài)。

科學(xué)意義：(1)確定人類基因組中約5萬個(gè)編碼基因的序列基因在基因組中的物理位置，研究基因的產(chǎn)物及其功能；(2)了解轉(zhuǎn)錄和剪接調(diào)控元件的結(jié)構(gòu)和位置，從整個(gè)基因組結(jié)構(gòu)的宏觀水平上了解基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)；(3)從總體上了解染色體結(jié)構(gòu)，了解各種不同序列在形成染色體結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄及表達(dá)調(diào)控中的影響與作用；(4)研究空間結(jié)構(gòu)對基因調(diào)節(jié)的作用；(5)發(fā)現(xiàn)與DNA復(fù)制、重組等有關(guān)的序列；(6)研究DNA突變、重排和染色體斷裂等，了解疾病的分子機(jī)制，為疾病的診斷、預(yù)防和治療提供理論依據(jù)；(7)確定人類基因組中轉(zhuǎn)座子，逆轉(zhuǎn)座子和病毒殘余序列，研究其周圍序列的性質(zhì)；(8)研究染色體和個(gè)體之間的多態(tài)性。18.參考答案：Jacob；Monod[解析]1965年，法國科學(xué)家Jacob和Monod由于提出并證實(shí)了操縱子(operon)作為調(diào)節(jié)細(xì)菌細(xì)胞代謝的分子機(jī)制而與Iwoff分享了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。19.參考答案：組蛋白的修飾作用只發(fā)生在細(xì)胞周期的特定時(shí)間和組蛋白的特定位點(diǎn)上：包括甲基化、乙基化、磷酸化及泛素化等，所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：降低組蛋白所攜帶的正電荷，直接或間接影響基因的轉(zhuǎn)錄活性。甲基化可發(fā)生在組蛋白的Lys和Arg殘基上，與基因激活或基因沉默有關(guān)；組蛋白的乙?；饕l(fā)生在核心組蛋白上，呈現(xiàn)多樣性，在含有活性基因的DNA結(jié)構(gòu)域中，乙酰化程度更高，通過乙酰化/去乙?；揎椪{(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄水平，參與DNA修復(fù)、拼接和復(fù)制，參與染色體組裝以及細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)，與某些疾病的形成密切相關(guān)。磷酸化參與基因轉(zhuǎn)錄、DNA修復(fù)、細(xì)胞凋亡及染色體濃縮等過程。泛素化參與X染色體的失活，影響組蛋白的甲基化和基因的轉(zhuǎn)錄。20.參考答案：插入序列[解析]復(fù)合型轉(zhuǎn)座子是一類帶有某些抗藥性基因(或其他宿主基因)的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個(gè)相同或高度同源的插入序列(IS)。21.參考答案：(1)SDS上樣緩沖液成分

SDS、還原試劑(二硫蘇糖醇或β-巰基乙醇)、溴酚藍(lán)和甘油。

(2)SDS上樣緩沖液成分的作用及不加此成分的后果

①SDS

a.作用：SDS是一種陰離子去污劑，作為變性劑和助溶劑。SDS使蛋白質(zhì)本身的電荷變化被屏蔽，氫鍵被斷裂，疏水相互作用被取消，多肽被去折疊(二級結(jié)構(gòu)被破壞)，最后形成橢球形。

b.如果不加SDS，會(huì)使電泳條帶出現(xiàn)拖尾、紋理現(xiàn)象。

②還原試劑

a.作用：使半胱氨酸殘基之間的二硫鍵斷裂，蛋白質(zhì)完全去折疊，只根據(jù)亞基分子質(zhì)量分離。

b.如果不加還原試劑，在高分子質(zhì)量范圍會(huì)產(chǎn)生“鬼帶”。

③溴酚藍(lán)

a.作用：溴酚藍(lán)作為指示劑，用于指示樣品的遷移過程。溴酚藍(lán)呈藍(lán)色，而蛋白質(zhì)是白色，在SDS-凝膠中不明顯，且溴酚藍(lán)的相對分子量比蛋白質(zhì)(絕大部分)小，電泳時(shí)速度比蛋白質(zhì)稍快，因此當(dāng)溴酚藍(lán)到達(dá)電泳槽底部(可看藍(lán)色調(diào)帶)時(shí)，則電泳結(jié)束。

b.如果不加溴酚藍(lán)，則無法分辨蛋白質(zhì)電泳的條帶。

④甘油

a.作用：使樣品沉入孔底。

b.如果不加，會(huì)使樣品漂移影響電泳效果。22.參考答案：(1)孟德爾(Mendel)的遺傳學(xué)定律最先使人們對性狀遺傳產(chǎn)生了理性認(rèn)識(shí)，他提出了遺傳單位是遺傳因子(現(xiàn)代遺傳學(xué)稱為基因)的論點(diǎn)，并且通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了遺傳學(xué)定律——分離定律和自由組合定律。這兩個(gè)重要定律的發(fā)現(xiàn)和提出，為遺傳學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)摩爾根(Morgan)和他的學(xué)生用果蠅為材料研究性狀的遺傳方式，得出了連鎖交換定律與互換規(guī)律，同時(shí)證明了基因直線排列在染色體上，成為第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證明“基因”學(xué)說的科學(xué)家。他的基因?qū)W說進(jìn)一步將“性狀”與“基因”相偶聯(lián)，以遺傳的染色體學(xué)說為核心的基因論就此誕生，經(jīng)典的遺傳學(xué)理論體系得以建立。

(3)Watson和Crick提出了DNA的反向平行雙螺旋模型，這一理論對遺傳學(xué)的一系列核心問題，諸如DNA的分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對穩(wěn)定性和變異性等，以及DNA作為遺傳物質(zhì)如何儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息等都提供了合理而科學(xué)的解釋，明確了基因的本質(zhì)是DNA分子上的一個(gè)片段，從而開創(chuàng)了分子遺傳學(xué)這一嶄新的科學(xué)領(lǐng)域，并且為從分子水平上研究基因的結(jié)構(gòu)和功能，揭示遺傳和變異的奧秘奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。23.參考答案：PCR是根據(jù)天然DNA的復(fù)制機(jī)制在體外通過酶促反應(yīng)有選擇地大量擴(kuò)增(包括分離)一段目的基因的技術(shù)。

(1)PCR的原理

根據(jù)堿基配對原理，在DNA聚合酶作用下，以單鏈DNA為模板，借助一小段雙鏈DNA來啟動(dòng)合成，通過一個(gè)或兩個(gè)人工合成的寡核苷酸引物與單鏈DNA模板中的一段互補(bǔ)序列結(jié)合，形成部分雙鏈。在適宜的溫度和環(huán)境下，DNA聚合酶將脫氧單核苷酸加到引物3'—OH末端，并以此為起始點(diǎn)，沿模板5'→3'方向延伸，合成一條新的DNA互補(bǔ)鏈。

(2)PCR的應(yīng)用

①基礎(chǔ)科學(xué)研究的應(yīng)用

擴(kuò)增目的基因和鑒定重組子、基因克隆、基因功能和表達(dá)調(diào)控研究、基因組測序、制備單鏈模板以及引入突變等。

②臨床應(yīng)用

a.在遺傳學(xué)疾病上的應(yīng)用。通過PCR結(jié)合限制片段長度多態(tài)性分析(PCR-RFLP)，可以從基因水平對遺傳性疾病進(jìn)行分析，如對血友病、遺傳性耳聾、懷孕早期進(jìn)行診斷等。

b.在腫瘤研究中的應(yīng)用。PCR廣泛應(yīng)用于腫瘤的病因與發(fā)病機(jī)制研究以及腫瘤診斷與治療的研究。如針對不同腫瘤尋找其特異而敏感的標(biāo)志物、檢測微小殘留病灶等。

c.檢測病原體。PCR檢測的病原體包括各種細(xì)菌、病毒、沙眼衣原體、支原體、寄生蟲等。

d.在基因分型中的應(yīng)用。如序列特異性寡核苷酸多態(tài)性PCR常用于對人類白細(xì)胞抗原(HLA)進(jìn)行分型。

③在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

對法醫(yī)學(xué)標(biāo)本做遺傳學(xué)鑒定。

④其他應(yīng)用

a.分析激活癌基因中的突變情況。

b.生成克隆化雙鏈DNA中的特異序列作為探針。24.參考答案：(1)原核生物雙鏈DNA都是以半保留方式遺傳的，DNA的復(fù)制在整個(gè)細(xì)胞周期都能進(jìn)行；(2)只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)；(3)在起始點(diǎn)處解開形成復(fù)制叉，可以連續(xù)開始新的DNA復(fù)制，一個(gè)復(fù)制單元多個(gè)復(fù)制叉；(4)復(fù)制叉移動(dòng)速度很快；(5)是半不連續(xù)的復(fù)制，需要多種酶和蛋白質(zhì)的協(xié)同參與，都涉及拓?fù)洚悩?gòu)酶、解旋酶、單鏈結(jié)合蛋白、引物合成酶、DNA聚合酶、連接酶等；(6)DNA聚合酶在組成和功能上與真核生物有很大的不同。25.參考答案：葡萄糖效應(yīng)又稱降解物阻遏，是指在培養(yǎng)基中葡萄糖和乳糖(或半乳糖、阿拉伯糖、麥芽糖等)同時(shí)存在時(shí)，葡萄糖的代謝產(chǎn)物降低細(xì)胞內(nèi)cAMP含量，阻遏其他糖類操縱子激活復(fù)合物的形成，影響其與啟動(dòng)區(qū)結(jié)合，從而使得對應(yīng)結(jié)構(gòu)基因無法轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致其他糖類不被利用的現(xiàn)象。26.參考答案：基因組DNA文庫和cDNA文庫的主要區(qū)別如下：

(1)構(gòu)建過程不同

①基因組DNA文庫

a.用限制性內(nèi)切酶切割細(xì)胞的整個(gè)基因組DNA，制備大小合適的隨機(jī)DNA片段。

b.將這些DNA片段與與適當(dāng)?shù)妮d體連接成重組子。

c.將重組子轉(zhuǎn)化到細(xì)菌中，讓宿主菌長成克隆，整個(gè)克隆群體包含基因組的全部基因片段總和，即成為基因組DNA文庫。

②cDNA文庫

a.以mRNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶催化，在體外反轉(zhuǎn)錄成cDNA。

b.與適當(dāng)?shù)妮d體連接后轉(zhuǎn)化到受體菌，使每個(gè)細(xì)菌含有一段cDNA，并能繁殖擴(kuò)增，這樣包含著細(xì)胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合即為該組織細(xì)胞的cDNA文庫。

(2)產(chǎn)生的基因結(jié)構(gòu)不同

①基因組文庫克隆的是所有DNA序列，包括功能未知的DNA序列；而cDNA文庫克隆的是具有蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)基因，包括調(diào)節(jié)基因。

②基因組文庫克隆的是全部遺傳信息，不受時(shí)空影響；而cDNA文庫克隆的只是某段時(shí)間內(nèi)被轉(zhuǎn)錄的DNA序列。

③基因組文庫中的編碼基因包括內(nèi)含子和外顯子；而cDNA克隆的基因不含內(nèi)含子。

(3)應(yīng)用范圍不同

①基因組DNA文庫可用于分離特定的基因片斷、分析特定基因結(jié)構(gòu)、研究基因表達(dá)調(diào)控，還可用于全基因組物理圖譜的構(gòu)建和全基因組序列測定。

②cDNA文庫可用于篩選目的基因、大規(guī)模測序、基因芯片雜交等功能基因組學(xué)研究。27.參考答案：谷氨酰胺；脯氨酸[解析]反式作用因子的轉(zhuǎn)錄激活域通常依賴于DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域以外的30～100個(gè)氨基酸殘基。不同的轉(zhuǎn)錄激活域包括帶負(fù)電荷的螺旋結(jié)構(gòu)、富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)及富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)。28.參考答案：DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。

(1)DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的直接機(jī)制：某些轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含有CpG序列，甲基化以后直接影響了蛋白質(zhì)因子的結(jié)合活性，不能起始基因轉(zhuǎn)錄。

(2)甲基化抑制轉(zhuǎn)錄的間接機(jī)制：CpG甲基化，通過改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象或者通過與甲基化CpG結(jié)合的蛋白因子間接影響轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合。

(3)DNA甲基化與X染色體失活：失活的染色體上絕大多數(shù)基因都處于關(guān)閉狀態(tài)，DNA序列都呈高度甲基化。29.參考答案：(1)酵母單雜交系統(tǒng)

①基本原理

將已知的特定順式作用元件構(gòu)建到最基本啟動(dòng)子(Pmin)的上游，把報(bào)告基因連接到Pmin下游。然后將編碼待測轉(zhuǎn)錄因子的cDNA與已知酵母轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域(AD)融合表達(dá)載體導(dǎo)入酵母細(xì)胞，該基因產(chǎn)物如果能夠與順式作用元件相結(jié)合，就能激活Pmin啟動(dòng)子，使報(bào)告基因得到表達(dá)。

②應(yīng)用

a.用于確定已知DNA-蛋白質(zhì)之間是否存在相互作用，并通過篩選DNA文庫直接獲得靶序列相互作用蛋白的編碼基因；

b.鑒別DNA結(jié)合位點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)潛在的結(jié)合蛋白基因；

c.對DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，進(jìn)一步準(zhǔn)確定位與DNA結(jié)合的核苷酸序列。

(2)酵母雙雜交系統(tǒng)

①基本原理

a.把編碼已知蛋白的DNA序列連接到帶有酵母轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(BD)編碼區(qū)的表達(dá)載體上。導(dǎo)入酵母細(xì)胞中使之表達(dá)帶有DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的雜合蛋白，與報(bào)告基因上游的啟動(dòng)調(diào)控區(qū)相結(jié)合，準(zhǔn)備作為“誘餌”捕獲與已知蛋白相互作用的基因產(chǎn)物。

b.將已知的編碼轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域(AD)的DNA分別與待篩選的cDNA文庫中不同插入片段相連接，獲得“獵物”載體，轉(zhuǎn)化含有“誘餌”的酵母細(xì)胞，一旦酵母細(xì)胞中表達(dá)的“誘餌”蛋白與“獵物”載體中表達(dá)的某個(gè)蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，不同轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的AD和BD結(jié)構(gòu)域就會(huì)被牽引靠攏，激活報(bào)告基因表達(dá)。

c.分離有報(bào)告基因活性的酵母細(xì)胞，得到所需要的“獵物”載體，就能得到與已知蛋白相互作用的新基因。

②應(yīng)用

用于：a.研究蛋白質(zhì)之間的相互作用；b.發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)的新功能；c.在細(xì)胞體內(nèi)研究抗原和抗體的相互作用；d.疾病發(fā)生機(jī)制的研究和藥物的開發(fā)；e.建立基因組蛋白連鎖圖；f.確定蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)域或活性位點(diǎn)。30.參考答案：藍(lán)白斑篩選是一種基因工程常用的細(xì)菌重組質(zhì)粒的篩選方法，根據(jù)載體的遺傳特征篩選重組子。其分子機(jī)制為：

(1)設(shè)計(jì)適用于藍(lán)白斑篩選的基因工程菌為β-半乳糖苷酶缺陷型菌株。這種宿主菌的染色體基因組中編碼β-半乳糖苷酶的基因突變，造成其編碼的β-半乳糖苷酶失去正常N段一個(gè)146個(gè)氨基酸的短肽(即α-肽)，從而不具有生物活性，即無法作用于X-gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)。用于藍(lán)白斑篩選的載體包括一段β-半乳糖苷酶的啟動(dòng)子、編碼α-肽的區(qū)段和一個(gè)多克隆位點(diǎn)(MCS)。MCS位于編碼α-肽的區(qū)段中，是外源DNA的選擇性插入位點(diǎn)。

(2)在IPTG誘導(dǎo)下，質(zhì)粒載體合成的β-半乳糖苷酶α-肽與宿主細(xì)胞編碼的缺陷型β-半乳糖苷酶互補(bǔ)，產(chǎn)生有活性的β-半乳糖苷酶，將無色化合物X-gal水解生成藍(lán)色的溴氯吲哚，產(chǎn)生藍(lán)斑。

(3)在MCS上插入外源DNA片段后，導(dǎo)致載體編碼β-半乳糖苷酶的部分序列失活，帶有重組DNA分子的宿主菌產(chǎn)生白斑。31.參考答案：大腸桿菌存在兩類終止子：

(1)不依賴于ρ因子的終止子

即內(nèi)在終止子，是指不依賴ρ因子終止反應(yīng)的、模板DNA上存在的終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號(hào)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有：

①終止位點(diǎn)上游一般存在一個(gè)富含GC堿基的二重對稱區(qū)，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；

②在終止位點(diǎn)前面有一段由4～8個(gè)A組成的序列，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3'端為寡U。

(2)依賴于ρ因子的終止子

此終止子是指終止位點(diǎn)上缺乏共性，而且不能形成強(qiáng)的發(fā)夾結(jié)構(gòu)來誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的自發(fā)終止，需要ρ因子輔助以終止轉(zhuǎn)錄的DNA序列。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

①回文結(jié)構(gòu)不含富有G-C區(qū)；

②回文結(jié)構(gòu)之后也沒有寡聚U。32.參考答案：(1)RNA編輯的定義

RNA編輯是指通過插入、刪除或取代一些核苷酸殘基，導(dǎo)致DNA所編碼的遺傳信息改變的一種mRNA前體加工的方式。

(2)RNA編輯的生物學(xué)意義

①校正作用：有些基因在突變過程中丟失的遺傳信息可能通過RNA的編輯得以修復(fù)。

②調(diào)控翻譯：通過編輯可以構(gòu)建或去除起始密碼子和終止密碼子，這是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式。

③擴(kuò)充遺傳信息：通過編輯能使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能，有利于生物的進(jìn)化。33.參考答案：(1)病毒作為基因治療載體的可行性分析

①能夠感染多種生物的多種類型的細(xì)胞；

②攜帶外源基因并能裝配成病毒顆粒；

③易于改造并介導(dǎo)外源基因的轉(zhuǎn)移和表達(dá)；

④對機(jī)體沒有致病力。

(2)病毒作為基因治療載體的改造

①將適當(dāng)長度的外源DNA插入病毒基因組的非必需區(qū)，包裝成重組病毒顆粒；

②改造病毒殼粒蛋白的抗原表位；

③刪除病毒的非必需基因和部分或全部必需基因，以增加病毒載體插入外源DNA的容量；

④減少病毒載體的免疫反應(yīng)及對細(xì)胞的毒性；

⑤改造所選擇的目標(biāo)基因的插入位點(diǎn)，便于目的基因的裝載。

(3)測試改造的病毒載體的效率和安全性的方法

①病毒載體的效率表現(xiàn)在能夠盡量多地將目的基因?qū)氚屑?xì)胞并整合到宿主染色體上，因此可通過檢測靶細(xì)胞中目的基因的含量來衡量。

②病毒載體的安全性表現(xiàn)在載體對細(xì)胞正常代謝的影響，可通過檢測感染細(xì)胞的生長代謝狀況、是否產(chǎn)生有復(fù)制能力的病毒、對宿主有無不良影響。因?yàn)椴《据d體中可能產(chǎn)生有傳染性、野生型或輔助型的病毒，隨機(jī)整合于宿主基因組中，活化癌基因或抑制癌基因失活；也有可能病毒載體自身編碼的基因產(chǎn)物過度表達(dá)，引起細(xì)胞及機(jī)體不適的反應(yīng)。34.參考答案：(1)應(yīng)急調(diào)控是指細(xì)菌碰到緊急狀況，如氨基酸饑餓時(shí)，為了緊縮開支，渡過難關(guān)，細(xì)菌將會(huì)停止包括生產(chǎn)各種RNA、糖、脂肪和蛋白質(zhì)在內(nèi)的幾乎全部生物化學(xué)反應(yīng)過程的自救措施。應(yīng)急調(diào)控是細(xì)菌抵御不良條件，保存自己的一種機(jī)制。

(2)當(dāng)細(xì)菌處于貧瘠的生長環(huán)境如氨基酸饑餓時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)急調(diào)控。

(3)應(yīng)急調(diào)控過程中有兩種重要的信號(hào)分子：鳥苷四磷酸(ppGpp)和鳥苷五磷酸(pppG-pp)。ppGpp和pppGpp能與其目標(biāo)蛋白結(jié)合，改變其活性，進(jìn)而抑制轉(zhuǎn)錄。

(4)當(dāng)氨基酸饑餓時(shí)，細(xì)胞中便存在大量的不帶氨基酸的tRNA，這種空載的tRNA會(huì)激活焦磷酸轉(zhuǎn)移酶，使ppGpp大量合成。ppGpp會(huì)關(guān)閉許多基因，同時(shí)打開一些合成氨基酸的基因。應(yīng)急調(diào)控會(huì)使rRNA和tRNA的合成下降，同時(shí)蛋白質(zhì)的降解加速，糖、脂類及核苷酸的合成下降，即下調(diào)生化反應(yīng)。35.參考答案：抗終止子是能夠在特定位點(diǎn)阻止轉(zhuǎn)錄終止的一類蛋白質(zhì)。當(dāng)抗終止子存在時(shí)，RNA聚合酶能夠越過終止子，繼續(xù)轉(zhuǎn)錄DNA。其調(diào)控機(jī)制如下：

(1)在終止子上游有抗終止作用的信號(hào)序列，只有與抗終止因子相結(jié)合的RNA聚合酶才能順利通過具有莖-環(huán)結(jié)構(gòu)的終止子，使轉(zhuǎn)錄繼續(xù)進(jìn)行?？菇K止蛋白(在大腸桿菌中為Nus蛋白)、σ因子均能與RNA聚合酶結(jié)合，但不能同時(shí)與之結(jié)合。

(2)在RNA聚合酶到達(dá)終止子之前遇到抗終止序列，抗終止蛋白與RNA聚合酶結(jié)合，使得σ因子不能與RNA聚合酶結(jié)合，抗終止蛋白的結(jié)合增加了RNA聚合酶在終止子發(fā)夾結(jié)構(gòu)處暫停的過程，從而促進(jìn)抗終止作用的發(fā)生。36.參考答案：“有其父必有其子”的生物學(xué)本質(zhì)就是遺傳，這是生物界的一種普遍現(xiàn)象，就是親代和子代、子代與子代之間的相似現(xiàn)象。世界上一切生物在繁衍其后代的過程中都只產(chǎn)生同類的生物體，每一物種的任何個(gè)體都繼承著上一代的各種基本特征。正是由于有這種遺傳特性，所以各類生物才能維持其各自獨(dú)有的形態(tài)特征和生理特點(diǎn)的恒定，保持其物種。也正是由于這種遺傳特性，子女與父母具有一些相似的特征。37.參考答案：RNA原位雜交用放射性或非放射性(如地高辛、生物素等)標(biāo)記的特異性探針與被固定的組織切片反應(yīng)，若細(xì)胞中存在與探針互補(bǔ)的mRNA分子，兩者雜交產(chǎn)生雙鏈RNA，就可通過檢測放射性標(biāo)記或經(jīng)酶促免疫顯色，對該基因的表達(dá)產(chǎn)物在細(xì)胞水平上做出定性定量分析。RNA原位雜交常被用于檢測動(dòng)植物組織中某種特定基因的mRNA的分布狀況，以了解該基因的表達(dá)模式；在基因分析和診斷方面能夠進(jìn)行定性、定位和定量分析。38.參考答案：肺炎鏈球菌在老鼠體內(nèi)的毒性實(shí)驗(yàn)；T2噬菌體感染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)[解析]肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化感染小鼠實(shí)驗(yàn)，得出轉(zhuǎn)化因子是DNA的結(jié)論；Hershey的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步得出DNA是遺傳物質(zhì)的載體的結(jié)論。39.參考答案：帽子；鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶；poly(A)尾巴40.參考答案：(1)大腸桿菌RNA聚合酶的組成成分

大腸桿菌RNA聚合酶首先由2個(gè)α亞基、1個(gè)β亞基、1個(gè)β'亞基和1個(gè)ω亞基組成核心酶，加上1個(gè)σ亞基后則成為聚合酶全酶。

(2)各個(gè)亞基的功能

①α亞基：可能與核心酶的組裝及啟動(dòng)子識(shí)別有關(guān)，并參與RNA聚合酶和部分調(diào)節(jié)因子的相互作用。

②β亞基：聚合酶的催化中心，含有核苷三磷酸的結(jié)合位點(diǎn)，催化核苷三磷酸形成磷酸二酯鍵。

③β'亞基：聚合酶的催化中心，有與DNA模板結(jié)合的功能。

④ω亞基：功能尚不清楚。

⑤σ亞基：負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和識(shí)別轉(zhuǎn)錄的起始位置，它是酶的別構(gòu)效應(yīng)物，使酶專一性識(shí)別模板鏈上的啟動(dòng)子。41.參考答案：B[解析]大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ既可合成DNA鏈，又能降解DNA，保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性；也可用于除去岡崎片段5'端RNA引物，保證連接酶將片段連接起來。42.參考答案：(1)表觀遺傳學(xué)的定義

表觀遺傳學(xué)是研究在沒有細(xì)胞核DNA序列改變的情況時(shí)，基因功能可逆、可遺傳改變的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科，表觀遺傳的現(xiàn)象包括DNA甲基化、基因組印記、母體效應(yīng)、基因沉默、核仁顯性、休眠轉(zhuǎn)座子激活和RNA編輯等。

(2)基因組的表觀遺傳調(diào)控方式

表觀遺傳調(diào)控方式包括染色質(zhì)重塑、DNA甲基化及組蛋白修飾、X染色體失活、非編碼RNA調(diào)控、微RNA介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控等。

①染色質(zhì)重塑

染色質(zhì)重塑是表觀遺傳修飾中一種常見的方式，是指導(dǎo)致整個(gè)細(xì)胞分裂周期中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和位置改變的過程。它可使染色質(zhì)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列重要的變化，如染色質(zhì)去凝集，核小體變成開放式的疏松結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)錄因子等更易接近并結(jié)合DNA，從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。

②DNA甲基化

DNA甲基化是指由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)，催化甲基基團(tuán)從5-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位點(diǎn)轉(zhuǎn)移的過程。在脊椎動(dòng)物中，CpG二核苷酸是DNA甲基化發(fā)生的主要位點(diǎn)。DNA甲基化影響到基因的表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。甲基化狀態(tài)的改變是致癌作用的一個(gè)關(guān)鍵因素，包括基因組整體甲基化水平降低和CpG島局部甲基化程度的異常升高，這將導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定。

③組蛋白修飾

組蛋白修飾是指核小體蛋白上的某些氨基酸被共價(jià)修飾的現(xiàn)象，主要包括組蛋白乙?；⒘姿峄?、甲基化和泛素化，它們能影響染色質(zhì)的壓縮松緊程度，因此在基因表達(dá)中起重要的調(diào)節(jié)作用。組蛋白修飾不僅與染色體的重塑和功能狀態(tài)緊密相關(guān)，而且在決定細(xì)胞命運(yùn)、細(xì)胞生長以及致癌作用的過程中發(fā)揮著重要的作用。

④X染色體失活

雌性胎生哺乳類動(dòng)物細(xì)胞中兩條X染色體之一在發(fā)育早期隨機(jī)失活，此過程由X失活中心(Xic)控制，是一種反義RNA調(diào)控模式。這個(gè)失活中心存在著X染色體失活特異性轉(zhuǎn)錄基因Xist，當(dāng)失活的命令下達(dá)時(shí)，這個(gè)基因就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)17kb不翻譯的RNA與X染色體結(jié)合，引發(fā)失活。X染色體的失活狀態(tài)需要表觀遺傳修飾，如DNA甲基化來維持，這種失活可以通過有絲或減數(shù)分裂遺傳給子細(xì)胞。

⑤非編碼RNA調(diào)控

非編碼RNA是指不能翻譯為蛋白質(zhì)的功能性RNA分子，包括siRNA、miRNA、piRNA以及長鏈非編碼RNA。非編碼RNA在基因組水平及染色體水平對基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，決定細(xì)胞分化的命運(yùn)。

a．miRNA介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控已經(jīng)成為表觀遺傳修飾的一種新的形式。

miRNA首先由RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄成長的RNA前體，再由內(nèi)切酶加工成短的前體miRNA。前體miRNA被轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)中，由特異性內(nèi)切酶加工成長度為19～26nt的小RNA。小RNA以堿基互補(bǔ)的方式與靶mRNA的3'UTR結(jié)合，引起mRNA翻譯抑制或者裂解。

miRNA介導(dǎo)的表觀遺傳調(diào)控已成為干細(xì)胞研究的新領(lǐng)域。許多特異性miRNA在動(dòng)物不同的發(fā)育階段以組織特異性方式表達(dá)，對發(fā)育中細(xì)胞命運(yùn)的選擇至關(guān)重要。

b．piRNA是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的長度為24～3Int的RNA分子，因在生理狀態(tài)下能與Piwi蛋白偶聯(lián)，故命名為piRNA。由于Piwi是表觀遺傳學(xué)調(diào)控因子，能與PcG蛋白共同結(jié)合于基因組PcG應(yīng)答元件上，協(xié)助PcG沉默同源異型基因，因此推測與Piwi相關(guān)的piRNA也應(yīng)具有表觀遺傳學(xué)的調(diào)控作用。43.參考答案：A44.參考答案：(1)基因定點(diǎn)的基本原理

通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)等方法向目的DNA片段(基因組或質(zhì)粒)中引入所需變化(通常是表征有利方向的變化)，包括堿基的添加、刪除、點(diǎn)突變等。目前，主要采用兩種PCR方法，重疊延伸技術(shù)和大引物誘變法，在基因序列中進(jìn)行定點(diǎn)突變。

(2)基因定點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)過程

采用的方法不同，實(shí)驗(yàn)過程也不同。

①重疊延伸技術(shù)

a.將模板DNA分別與引物對1(正向誘變引物FM和反向引物R2)和2(正向引物F2和反向誘變引物RM)退火，通過PCR1和PCR2反應(yīng)擴(kuò)增出兩種靶基因片段；

b.FMR2和RMF2片段在重疊區(qū)發(fā)生退火，用DNA聚合酶補(bǔ)平缺口，形成全長雙鏈DNA，進(jìn)行PCR3擴(kuò)增；

c.用引物F2和R2擴(kuò)增出帶有突變位點(diǎn)的全長DNA片段(PCR4)。

②大引物誘變法

a.用正向突變引物(M)和反向引物(R1)，擴(kuò)增模板DNA產(chǎn)生雙鏈大引物(PCR1)，與野生型DNA分子混合后退火并使之復(fù)性；

b.第二輪PCR中加入正向引物(F2)，與PCR1中產(chǎn)生的一條互補(bǔ)鏈配對，擴(kuò)增產(chǎn)生